磷化工与环保（浅谈）

一、磷的介绍

磷是一种化学元素，原子序数15，在化学元素周期表中位于第15位。在自然界中，磷以磷酸盐的形式存在，常见的磷酸盐包括磷酸钙和磷酸铁。磷广泛地存在于动植物体内，是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应。磷肥是植物生长中不可或缺的肥料，其中包含磷元素的化合物被广泛使用。化学反应主要包括磷的氧化反应和磷的还原反应。

磷的氧化反应：

磷在氧气中燃烧：4P + 5O? = 2P?O?
磷在少量的氯气中燃烧：2P + 3Cl? = 2PCl?
磷在足量的氯气中燃烧：2P + 5Cl?= 2PCl?
磷的还原反应：磷和浓硫酸共热：2P + 5H?SO?= 2H?PO?+ 5SO?↑+ 2H?O
磷和浓硝酸共热：P + 5HNO?= H?PO?+ 5NO?↑+ H?O
磷与稀硝酸共热：3P + 5HNO?+ 2H?O= 3H?PO?+ 5NO↑
此外，磷也可以与氢气反应，例如：PH? + 2H?= PH? + H?PO?。
至于分子式，磷的分子式是P?，磷蒸汽热至1073K，P?开始分解为P?。P?分子结构和N?相同。

 

二、磷化工

是以磷矿石为原料，经过化学加工获得各种含磷制品的工业，产品主要包括磷肥、磷酸、磷化物、磷酸盐、磷酸酯等。磷化工产业链从最初的原材料磷矿石到下游应用领域，共分为三大部分：上游是磷矿，所有的含磷材料的磷元素都来自磷矿的加工；黄磷是处于产业链的中游，通过黄磷的深加工，可以开发出有机磷酸盐和无机磷酸盐两大类；下游磷酸盐根据其性能和特征最终被应用到工业、农业、食品等各个领域。随着科技的发展，高纯度及特种功能磷化工产品在尖端科学、国防工业等方面被进一步的推广应用，出现大量新产品，如：电子电气材料、传感元件材料、离子交换剂、人工生物材料、太阳能电池材料等。由于磷化工产品不断向更多产业渗透，特别是在尖端科学和新兴产业中的应用，使磷化工成为国民经济中的一个重要产业，磷化工产品在人们的衣、食、住、行各个领域，发挥着越来越重要的作用。

三、我国磷矿的分布范围：

磷的全球产地范围主要包括非洲、北美、南美、亚洲及中东等地。其中，摩洛哥和西撒哈拉、南非、美国、中国、约旦和俄罗斯等国家拥有丰富的磷矿资源。

磷是一种重要的化学元素，在农业、食品、医药、电子等行业中有广泛的应用。然而，磷矿资源是不可再生资源，其储量有限，因此应合理开发和利用。

我国磷矿主要分布在云南、贵州、四川、湖北和湖南五省，其中云南和贵州的磷矿储量最为丰富，三省的查明资源储量占全国储量近六成。此外，磷矿产量方面，中国几乎每年贡献全球产量50%以上。在磷矿基地方面，我国有滇中基地、贵州开阳—瓮福基地和湖北宜兴保基地等，磷矿开采和利用对我国的农业、工业和经济发展具有重要意义，同时也需要注意保护环境，采取有效的环保措施。

需要注意的是，磷矿资源是不可再生资源，其储量有限，因此应合理开发和利用。

四、磷化工行业的基本特性包括：

产业链条长：磷化工行业从上游的磷矿石到下游的磷肥、磷酸盐等产品，涉及的环节较多，且每个环节之间都有密切的联系。

技术要求高：磷化工行业需要具备较高的技术水平，包括矿石的开采、加工、黄磷的深加工等，需要专业的技术人员和先进的设备支持。

环保要求严格：磷化工生产过程中会产生大量的废气、废水和固体废弃物，需要采取有效的环保措施，以符合国家环保法规的要求。

市场竞争激烈：随着国内外市场的不断扩大，磷化工行业的竞争越来越激烈，企业需要提高自身的技术水平和管理能力，以保持竞争优势。

发展趋势向好：随着现代农业、食品、医药等行业的快速发展，磷化工产品的需求不断增长，同时，随着科技的不断进步，磷化工产品也在向高纯度、高质量、高性能方向发展。

总的来说，磷化工行业具有产业链条长、技术要求高、环保要求严格、市场竞争激烈但发展趋势向好等基本特性。

 

五、磷化工行业的主要细分领域：

磷肥行业：磷肥是磷化工产品中占比最大的一类，主要用于农业生产。磷肥行业的发展与农业需求密切相关，随着全球人口的增长和农业生产的发展，磷肥需求量将不断增加。

磷酸盐行业：磷酸盐是磷化工产品中应用领域广泛的一类，包括洗涤剂、金属表面处理、工业水处理、建筑工业、医药、塑料增塑剂等领域。随着工业和经济的发展，磷酸盐的需求量将不断增加。

黄磷行业：黄磷是磷化工产业链中的中间环节，通过黄磷的深加工可以开发出有机磷酸盐和无机磷酸盐两大类。黄磷行业的发展与磷矿石和煤炭等资源密切相关，同时黄磷也是生产其他磷化工产品的基础原料。

高纯度及特种功能磷化工产品：随着科技的发展，高纯度及特种功能磷化工产品在尖端科学、国防工业等方面被进一步的推广应用，出现大量新产品，如：电子电气材料、传感元件材料、离子交换剂、人工生物材料、太阳能电池材料等。

总之，磷化工行业是一个重要的产业领域，可以细分为多个子行业，每个子行业都有各自的特点和发展前景。

六、黄磷的生产工艺和流程：

原料准备：使用磷矿石、硅石和焦炭（或白煤）作为原料，并按照一定的比例进行配比。磷矿石的主要成分是磷酸盐，其中含有P2O5的含量应大于32%，含SiO2的含量应大于8%，含CaO的含量应小于46%，含Fe2O3的含量应小于2%，灼烧减量应小于4%，并且应可块矿入厂。硅石的主要成分是SiO2，其中含量应在95%以上，粒度5-30mm之间应大于90%，粉尘含量应小于2%。焦炭或优质无烟煤的含固定碳应大于75%，挥发份应小于8%，粒度3-15mm之间应大于90%，水份应小于2%，粉尘含量应小于2%。
原料化学分析：对进入料场的三大原材料进行日化学分析，准确掌握其原料的化学指标，将料场内精矿通过装载机铲入料斗，经滚动筛筛粉，再经过大倾角皮带将两大物料分别提升到磷矿石料仓。硅石料仓。焦炭或优质无烟煤可直接进入料仓。通过工艺配比计算给出工艺配比数据，磷矿石∶硅石∶焦炭或优质无烟煤。得到工艺配比数据后准确秤量，按批次配料，每个批次尽可能混料均匀，混合好的综合料进入综合料仓待拖拉机运输到制磷工序使用。

混合配料：将磷矿石、硅石和焦炭（或白煤）按照一定的比例进行混合，形成待反应的原料。

加热反应：将混合好的原料放入电炉中，加热至1300-1500摄氏度进行反应。在加热过程中，原料中的磷矿石会与焦炭（或白煤）反应生成磷和二氧化碳。

冷却和收集：反应生成的黄磷在高温下为液态，可以通过流槽将其导出并冷却至室温。收集后得到黄磷产品。

黄磷的生产工艺流程相对复杂，且对原料、设备和技术要求较高。同时，黄磷生产过程中会产生大量的废气、废水和固体废弃物，需要进行有效的环保处理。

 

八、黄磷是化工原料，功能和用途主要方面：

制造磷酸盐：黄磷可以用于制造磷酸盐，包括磷酸一铵、磷酸二铵等复合肥料，以及过磷酸钙等普通过磷酸盐。这些肥料在农业生产中有着广泛的应用。

制造农药：黄磷可以用于制造各种农药，包括敌百虫、甲铵磷、杀虫眯、敌敌畏等有机磷农药和灭鼠药等。这些农药在农业生产和卫生防疫方面有着重要的作用。

制造香料：黄磷可以用于制造各种香料，如香豆素等。
制造颜料：黄磷可以用于制造各种颜料，如立索尔大红等。

制造锂电池：黄磷可以用于制造锂电池的正极材料，如磷酸铁锂等。

此外，黄磷还可以用于生产热法磷酸、三化氯磷、三氯氧化磷，五硫化二磷等磷化合物及供制造其他有机磷化合物和药物等。

需要注意的是，黄磷的生产过程中需要消耗大量的电能，同时也会产生大量的废气、废水和固体废弃物，因此需要加强环保措施，实现资源的可持续利用。

九、磷肥行业可以细分的产品：

磷酸一铵（MAP）：这是一种含有氮和磷的复合肥料，是磷肥中最重要的产品之一。它主要用于农业生产，能够提供作物生长所需的营养元素，促进作物的生长和产量。

磷酸二铵（DAP）：这也是一种复合肥料，含有氮和磷两种营养元素。它适用于各种作物，能够提高作物抵抗病虫害的能力，促进作物分蘖和增加产量。

过磷酸钙（SSP）：这是一种以磷为主要成分的化学肥料，含有一定的硫酸钙。它适用于各种土壤和作物，能够提供作物生长所需的磷元素，促进作物的生长发育。

重过磷酸钙（TSP）：这也是一种以磷为主要成分的化学肥料，与过磷酸钙类似。它适用于各种土壤和作物，能够提供作物生长所需的磷元素，促进作物的生长发育。

除了几种常见的细分产品外，磷肥行业还有其他的产品，如钙镁磷肥、磷矿粉等。产品都含有不同的营养成分，适用于不同的土壤和作物，能够满足不同的农业生产需求。

 

十、简述几种磷肥产品的生产工艺和流程：

过磷酸钙生产工艺：过磷酸钙是由硫酸分解磷矿粉，再与磷酸反应制得。具体流程如下：

（1）原料准备：选择纯净的磷矿粉，经过粉碎和研磨后，得到细小的磷矿粉。

（2）酸解反应：将磷矿粉放入硫酸中，在一定的温度和压力下进行酸解反应，得到磷酸和硫酸钙。

（3）分离：将磷酸和硫酸钙分离，得到纯净的磷酸。

（4）中和：将纯净的磷酸与硫酸钙进行中和反应，得到过磷酸钙。

重过磷酸钙生产工艺：重过磷酸钙是以磷矿和磷酸为原料，通过萃取剂萃取得到的，具体流程如下：

（1）原料准备：选择纯净的磷矿粉和磷酸，加入适量的萃取剂。

（2）萃取：将磷矿粉和磷酸与萃取剂混合，通过萃取剂的作用，将磷酸从磷矿中分离出来。

（3）分离：将萃取后的混合物进行分离，得到纯净的磷酸和萃取剂。

（4）中和：将纯净的磷酸与萃取剂进行中和反应，得到重过磷酸钙。

钙镁磷肥生产工艺：钙镁磷肥是以磷矿、氧化钙和二氧化碳为原料，通过高温合成得到的，具体流程如下：

（1）原料准备：选择纯净的磷矿粉、氧化钙和二氧化碳。

（2）高温合成：将磷矿粉、氧化钙和二氧化碳放入高温炉中，在高温下进行合成反应，得到钙镁磷肥。

热法磷酸生产工艺：热法磷酸一般含>85%磷酸，浓度高、质量纯，是食品、医药工业用磷酸的主原料。其生产工艺流程包括黄磷燃烧→五氧化二磷→水冷却、吸收→磷酸，又称水冷流程；黄磷燃烧→五氧化二磷→冷磷酸冷却、吸收→磷酸，又称酸冷流程。

复合肥生产工艺：复合肥原料主要由氮、磷、钾组成。其中氮元素有尿素、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、碳酸氢铵等；磷元素在来源方面分为天然磷肥、化学磷肥和复合磷肥，在水溶性方面又分为难溶性磷肥、拘溶性磷肥、水溶性磷肥。目前用于复合肥生产的主要是化学磷肥和复合磷肥，拘溶性磷肥和水溶性磷肥占据主导，有磷酸一铵、磷酸二铵等；钾元素有氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、腐植酸钾、矿源黄腐酸钾、生物钾等。原料经过加工处理后，需要进行粉碎和混合。粉碎可以将原料磨成粉末，便于后续的化学反应；混合则将不同种类的原料按照一定比例进行混合，以保证化肥的营养成分和比例符合要求。最后在高温高压的条件下，通过化学反应将原料中的营养元素转化为化肥的主要成分。

以上信息仅供参考，实际生产工艺和流程可能会因具体原料、设备及生产条件等因素而有所不同。

十一、磷肥的生产对环境的影响

磷肥生产过程中，大量的废水和废物会被排放到水体中，这些废水和废物含有高浓度的磷酸盐和重金属，会导致水体富营养化和水质恶化。富营养化会引起水藻的大量繁殖，造成水体的藻华，影响水体的透明度和生物多样性。

磷肥生产过程中，磷灰石、氟磷灰石等含磷矿石为原料，生产磷肥过程中产生氟化氢、四氟化硅、含氟灰尘、磷酸雾、氨和二氧化硫等污染环境，其中以含氟污染物危害较大。

磷肥生产过程会导致土壤退化。磷肥的过量使用会造成土壤中磷元素的累积，导致土壤盐碱化和酸化，进而影响农作物的生长和产量。

在磷肥的生产过程中，需要采取有效的措施来减少对环境的影响。加强废水处理工艺，减少废水中磷酸盐和重金属的含量；建立回收利用系统，将废水中的磷酸盐和重金属回收利用，减少废水的排放；同时还需要合理使用磷肥，根据土壤养分含量和农作物的需求确定合理的施肥量。

 

 

十二、磷化工的上下游生产中产生的污染物：

废气：磷化工生产过程中会产生多种废气，其中包括一氧化碳、二氧化硫、二氧化碳、氟化氢、四氟化硅、磷化氢和硫化氢等。

废水：磷化工生产过程中也会产生大量的废水，其中含有磷、氟、硫、氯、砷、碱、铀等有毒有害物质。

固体废弃物：磷化工生产过程中产生的固体废弃物主要包括黄磷污水和废渣。黄磷污水是一种剧毒物质，其中含有大量的黄磷，进入人体后会对肝脏等器官造成严重危害。废渣中则含有未反应完全的磷矿石和焦炭等物质。

在磷化工的上下游产业链中，需要采取有效的措施来减少废气、废水和固体废弃物的产生，实现资源的持续利用。

十三、磷的生产过程中产生大量高盐废水：

磷矿石的开采和初加工：在开采磷矿石时，通常需要使用大量的水进行破碎、磨细等加工，同时这些加工过程中也会产生大量的含盐废水。

磷酸盐的生产：在生产磷酸盐时，需要使用大量的硫酸等化学试剂，这些化学试剂与磷矿石反应后会产生大量的高盐废水。

废水处理过程：在处理磷生产过程中产生的废水时，通常会使用化学或物理方法进行处理，这也会产生高盐废水。

因此，高盐废水产生于磷生产的各个环节中，需要进行有效的处理和控制，以保护环境和人类健康。

 

十四、对于磷化工产生的污染处理方法：

废水处理：针对磷化工生产过程中产生的废水，可以采用化学沉淀法、生物法、吸附法等方法进行处理。化学沉淀法可以去除废水中的磷、氟等有害物质，生物法则可以利用微生物降解有机磷化合物，吸附法则可以去除废水中的重金属离子等有害物质。

废气处理：针对磷化工生产过程中产生的废气，可以采用吸收法、吸附法、催化法等方法进行处理。吸收法可以去除废气中的酸性气体，吸附法则可以去除废气中的颗粒物和有害气体，催化法则可以将废气中的有害物质进行转化。

固体废弃物处理：针对磷化工生产过程中产生的固体废弃物，可以采用填埋法、焚烧法、资源化利用等方法进行处理。填埋法可以将废弃物填埋在指定的场所，焚烧法则可以将废弃物进行高温焚烧处理，资源化利用则可以将废弃物进行回收再利用。

此外，针对磷化工生产过程中产生的污染问题，还可以采取其他措施进行处理，如提高生产工艺、改进设备、加强管理等。同时，政府和企业也需要加强环保宣传和教育，提高公众的环保意识和参与度。

十五、磷化工行业具有较高的市场价值：

磷化工产品具有广泛的应用领域。磷化工是以磷矿石为原料，通过化学反应加工制成的各种磷化工产品，这些产品被广泛应用于农业、食品、医药、电子、能源等领域。随着人们对磷化工产品的需求不断增加，磷化工行业市场规模也在不断扩大。

磷化工产品具有较高的附加值。磷化工产品属于高附加值产品，其售价较高，因此磷化工行业的盈利能力也较强。
磷化工行业的技术门槛较高。磷化工产品的生产需要掌握较为复杂的化学反应和工艺技术，因此进入该行业的门槛较高，这也使得磷化工行业的竞争格局较好。

磷化工行业的发展前景较好。随着国内经济的不断发展和人们对环保意识的提高，磷化工行业也在不断进行产业升级和转型，未来发展前景广阔。

磷化工行业具有较高的市场价值，发展前景广阔，同时需要不断进行技术创新和产业升级以适应市场需求的变化。

 

 

十六、国内从事磷化工行业的企业：

 

云南云天化集团有限责任公司
贵州磷化（集团）有限责任公司
湖北祥云（集团）化工股份有限公司
湖北宜化化工股份有限公司
四川瓮福（集团）有限责任公司
湖北大峪口化工有限责任公司
湖北兴发化工集团股份有限公司
云南云峰化工有限公司
贵州开磷（集团）有限责任公司
四川金象赛瑞化工股份有限公司